低温在半导体中的应用

低温在半导体中的应用是研究红外光谱的重要手段之一。红外光谱技术在半导体材料的结构成份分析中有广泛的应用它比常温测量有许多优点如随着温度的降低半导体中杂质的特征吸收峰光大大减小，吸收峰变锐，峰值波数处的吸收系数大大增加因此可以较容易地同低温下减弱的晶格吸收宽带背景区分开来.从而提高检测灵敏度另外在低温高分辨下可观察半导体材料红外光谱的精细结构及其随温度。

1、首先常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，温度的改变对半导体的导电能力、极限电压、极限电流以及开关特性等都有很大的影响。

2、其次一个芯片往往包含了数百万甚至上千万个晶体管以及其他元器件，每一点小小的偏差的累加可能造成半导体外部特性的巨大影响。

3、最后如果温度过低，往往会造成芯片在额定工作电压下无法打开其内部的半导体开关，导致其不能正常工作。

本征半导体是指结构完整的纯净的半导体（譬如单晶硅）

本征半导体在一定温度下,原子最外层电子有可能脱离共价键的束缚,从而成为自由电子,留下一个原来束缚电子的地方,叫空穴,电子带负电荷,空穴带正电荷（原来电中性的原子少了一个电子,带正电荷,我们也就叫空穴带正电荷了）

脱离束缚的电子（自由电子）的移动可以导电,空穴周围的价电子（注意是价电子,不是脱离束缚的自由电子）填补空穴,又会形成空穴的移动（价电子移动,空穴向相反方向移动）,所以本征半导体中自由电子和空穴都是带电荷的可移动的粒子,称为载流子（所谓载流子就是在外加电场下能做定向运动的粒子,也就是说有载流子的物质才能导电）.上述产生电子空穴对的过程叫本征激发,自由电子与空穴重新结合称为载流子的复合.当本征激发与载流子复合的速率达到动态平衡时,本征半导体内载流子浓度就固定不变.

本征激发与温度有关,温度越高,价电子获得能量越大,就越可能脱离共价键束缚,本征激发就越强,载流子浓度就越高,导电性就越好,而在低温时,本证激发弱,载流子浓度低,所以可以将本征半导体看作绝缘体.本征激发受温度影响很大,而且本征半导体本身的导电性就不强,所以实际中的半导体都不是本征半导体,而是掺杂半导体.

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